(57)【要約】【課題】  連続的に送られるウエブ状の電解質膜に形成された触媒層（第１パターン４）に拡散層（第２パターン５）を積層する作業と、積層によって形成された膜電極接合体（接合パターン１）を切り出す作業とを、同期して同時に行えるようにし、膜電極接合体１の生産性を向上させる。【解決手段】  連続的に送られる薄膜上の第１パターン４に第２パターン５、６０を正しく積層できる位置に接合ローラ１０を待機させる。一方、先行する接合パターン部分１が適切に切断装置により切断されるようにロータリーカッター１００を接合パターン部分１と位相合わせして待機させる。接合ローラ１０の回転と、薄膜送り手段であるチャックローラ８０の回転と、ロータリーカッター１００の回転とを同期して行う。【選択図】  図１
2005129292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に送られる薄膜上に繰り返しパターンが形成されている部材からパターン部分を連続的に切り出す装置であって、薄膜送り手段と、薄膜上のパターン位置を検出するパターン位置検出手段と、パターン部分を切断するパターン切断手段とを備えており、パターン位置検出手段の検出結果に基づいて、薄膜送り方向でのパターンの位置ズレに対してはパターン切断手段の作動タイミングを制御して対処し、薄膜横幅方向でのパターンの位置ズレに対しては薄膜を横幅方向に移動して対処することによって、パターン部分とパターン切断装置との位置決めを行うことを特徴とするパターン部分切り出し装置。
【請求項２】
薄膜送り手段がチャックローラであり、薄膜の横幅方向の移動はチャックローラを軸方向に移動することにより行うことを特徴とする請求項１に記載のパターン部分切り出し装置。
【請求項３】
パターン切断手段はロータリーカッターであり、作動タイミングの制御はロータリーカッターの切断開始位置を制御することであることを特徴とする請求項１または２に記載のパターン部分切り出し装置。
【請求項４】
連続的に切り出されるパターン部分が燃料電池の膜電極接合体であり、連続的に送られる薄膜がウエブ状の電解質膜であり、薄膜上のパターンが触媒層と拡散層の積層体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のパターン部分切り出し装置。
【請求項５】
連続的に送られる薄膜上に第１パターンとその上に位置決めされて積層される第２パターンとで形成される積層パターンが繰り返し形成されている部材から前記積層パターンを連続的に切り出す装置であって、薄膜送り手段と、薄膜上の第１パターン上に第２パターンを積層するパターン積層手段と、薄膜上の第１パターン位置を検出する第１パターン位置検出手段と、積層後の積層パターン位置を検出する積層パターン位置検出手段と、積層パターンを切断するパターン切断手段とを備えており、
第１パターン位置検出手段が検出した結果に基づき、第１パターンと第２パターンとが正しく積層されるように薄膜の送り方向の位置決めまたはパターン積層手段の作動タイミングの制御を行い、
積層パターン位置検出手段が検出した先行する積層パターンの結果に基づき、切断すべき積層パターンに対するパターン切断手段の作動タイミングの制御を行い、
かつ、パターン積層手段による第２パターンの積層開始と、パターン切断手段による切断開始とを、薄膜送り手段による薄膜の送り開始と同期させた状態で同時に行うことを特徴とするパターン部分切り出し装置。
【請求項６】
薄膜送り手段がチャックローラであり、チャックローラを軸方向に移動することにより薄膜を横幅方向に移動して、積層パターンのパターン切断手段に対する横幅方向の位置決めをも行うことを特徴とする請求項５に記載のパターン部分切り出し装置。
【請求項７】
パターン切断手段はロータリーカッターであり、作動タイミングの制御はロータリーカッターの切断開始位置を制御することであることを特徴とする請求項５または６に記載のパターン部分切り出し装置。
【請求項８】
連続的に切り出されるパターン部分が燃料電池の膜電極接合体であり、連続的に送られる薄膜がウエブ状の電解質膜であり、第１パターンが電解質膜に積層された触媒層であり、第２パターンが触媒層の上に積層された拡散層であることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載のパターン部分切り出し装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続的に送られる薄膜上に繰り返しパターンが形成されているものからパターン部分を連続的に切り出す装置に関し、より具体的には、ウエブ状の電解質膜を繋ぎ材として膜電極接合体（ＭＥＡ）が連続的に形成されているものから、膜電極接合体を連続的に切断して取り出すのに好適な切り出し装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエブ状の薄膜上に、塗布、接着、あるいはペイントなどにより同じパターンを繰り返して形成し、当該パターン部分を適宜の切断装置により、薄膜から連続的に切り出すようにした装置は知られている。パターンが規則正しく形成されている場合には、薄膜の送りを一定としかつパターン位置に同期して切断装置を規則的に作動させれば、所望の製品を連続的に切り出すことができる。しかし、ウエブ状の薄膜上にパターンが、送り方向に、さらには送り方向と横幅方向の２軸方向に、バラツキのある状態で形成されている場合には、所望の製品を連続的に切り出すのに、切断装置と薄膜上のパターンとの間で適宜の位置合わせを行うことが必要となる。
【０００３】
そのようにして製造されるものの１つとして燃料電池で用いる膜電極接合体（ＭＥＡ:Membrane-Electrode Assembly）が挙げられる。図７は、膜電極接合体１を概念的に示す図であり、イオン交換膜からなる電解質膜３と、その両面に積層されたアノードおよびカソードとして機能する触媒層４と、各触媒層４に接着積層された拡散層５とで構成されている。膜電極接合体１はセパレータ２を挟んで複数個が積層されて、燃料電池スタックとされる。
【０００４】
膜電極接合体１の製造には、電解質膜に触媒インクを塗布し乾燥させて両面に触媒層を形成し、そこに、カーボンクロスのような材料である拡散層を触媒層の両面に平板プレスを用いてホットプレスして、接着積層する方法が通常行われる。この方法は、いわゆるバッチ処理であり、多数の膜電極接合体を連続的に製造するには有効ではない。そこで、ウエブ状の電解質膜の両面に一定間隔で触媒層を連続的に形成した部材を作り、それを上下一対の接合ローラの間に通過させる一方、例えば特許文献１（特開２００３−４８１９０号公報）に記載されるようなロータリーカッターを備えた薄膜切断装置を用いて、ロール状のカーボンクロスなどから所定の大きさの拡散層を切断し、それを前記した部材の触媒層と接合ローラとの間に通過させて、触媒層の両面に拡散層をホットプレスすることにより、膜電極接合体を連続的に製造することも行われる。
【０００５】
図８はその一例であり、ウエブ状の電解質膜３の両面に所定の間隔をおいて触媒層４を積層した部材１ａが別途調整され、それが上下一対の吸着機能を備えた接合ローラ１０、１０の間を通過するようにされている。接合ローラ１０、１０にはロータリーカッター２０が対設しており、接合ローラ１０、１０とロータリーカッター２０との間にはウエブ状のカーボンクロス５ａが送り込まれ、ロータリーカッター２０により所定の大きさの拡散層５が切断される。切断された拡散層５、５は、接合ローラ１０、１０に吸着された状態で、その回転により部材１ａの両面に送られる（なお、上記した接合ローラ１０とロータリーカッター２０とで構成される薄膜切断装置の一例が上記特許文献１に示される）。
【０００６】
上下の接合ローラ１０、１０で送られてくる拡散層５、５は、例えば下側の接合ローラ１０が上昇して上側の接合ローラ１０に圧接した状態となることで、接合ローラ１０、１０の回転と共に、触媒層４、４の上に次第にホットプレスされて接着積層され膜電極接合体１が形成される。その工程が繰り返されることにより、ウエブ状の電解質膜３には膜電極接合体１が一定間隔で連続的に形成され、下流側で、例えば特許文献２（特開２００３−２２８１９号公報）に記載のような上下方向に移動する切断刃を備えた切断装置により、ウエブ状の電解質膜３から個々の膜電極接合体１に切断・分離される。
【特許文献１】特開２００３−４８１９０号公報
【特許文献２】特開２００３−２２８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記のように、ウエブ状の電解質膜３の両面に誤差のない状態で触媒層４が積層され、かつ、その上に誤差なく拡散層５が積層される場合には、任意の切断装置を規則正しく作動することで、規格どおりの膜電極接合体１を連続的に得ることができる。しかし、現在の技術では、ウエブ状の電解質膜３の両面に設計値どおりに誤差なく積層体を形成していくことは容易でなく、わずかとはいえ、２軸方向（ウエブ状の電解質膜の送り方向と横幅方向）に誤差（位置ズレ）が生じるのを避けられない。
【０００８】
そのために、このような誤差（位置ズレ）が生じるのを前提として、拡散層５あるいは電解質膜３の実際位置を検出するセンサを設け、検出結果を参照して、ウエブ上の膜電極接合体と切断装置との位置合わせを行うことが試みられているが、いまだ十分なものとはなっていない。
【０００９】
一例として、図４〜図６に示すように位置決め手段を備えた切断装置が挙げられる。図４、図６において、図８に示したものと同じ部材には同じ符号を付している。また、ロータリーカッター２０は省略している。また、以下の説明では、電解質膜３の両面に触媒層４を積層した部材１ａを第１薄膜５０といい、触媒層４を第１パターン４といい、触媒層４に接着積層する拡散層５を第２薄膜または第２パターン６０という。この装置では、第１薄膜５０の移動手段として、図６に示すように、第１薄膜５０の両側を把持した状態で、第１薄膜５０の送り方向に往復動するようにされたチャック５１が用いられる。
【００１０】
図５に示すように、ステップＳ１０１で、第１薄膜５０の第１パターン（触媒層）４の位置を位置決めセンサ５２（送り方向と横幅方向の２つのラインセンサ）が検出し、第１薄膜５０が所定位置（接合ローラ１０，１０に吸着された第２薄膜６０が触媒層４上の所定位置にホットプレスされる位置）となるように、チャック５１が送り方向の位置決めを行い、また、図示しない第１薄膜５０の供給部が左右に移動して左右方向の位置決めを行う（図４ａ，図６ａ）。
【００１１】
ステップＳ１０２で、第１薄膜５０を上下から挟み込むように接合ローラ１０，１０がクランプし、接合ローラが回転することで第１薄膜５０を送り出しながら第１薄膜５０上の第１パターン４と第２薄膜（第２パターン）６０を接合する（図４ｂ）。チャック５１は同期して前進する。
【００１２】
ステップＳ１０３で、第２薄膜（第２パターン）６０の接合を終えた時点で接合ローラ１０，１０は第１薄膜５０をアンクランプし、原位置に復帰する。一方、チャック５１はさらに前進し、第１薄膜５０と第２薄膜（第２パターン）６０の接合体１（膜電極接合体１）を切断位置決めセンサ５３により所定位置に位置決めされるまで前進させて位置決めする。また、ラインセンサ５６により横幅方向の位置決めも行う（図４ｃ，図６ｂ）。
【００１３】
ステップＳ１０４で、接合体切断ユニット５４が接合体１を押さえ、チャック５１がアンチャックすると共に原位置に戻り、再び次の工程に向けて第１薄膜５０をチャックする（図４ｄ，図６ｃ）。
【００１４】
ステップＳ１０５で、接合体切断ユニット５４は下降して接合体１を切断し、吸着しながら載置部５５に切断した接合体１（膜電極接合体１）を積層する（図４ｄ）。その間に、ステップＳ１０１に戻り、以下、同じ工程を繰り返す。
【００１５】
上記の装置は、第１薄膜５０に対する第２薄膜６０の位置決め、および接合体１の切断装置５４に対する位置決めの双方において高い精度が得られる。しかし、接合体切断ユニット５４が上下移動式の切断ユニットであることから、接合体１を切断する間、ステップＳ１０１を開始することができず、「第１薄膜５０の接合位置決め」→「接合」と「接合体１の切断位置決め」→「切断」とを同時に行うことができない。そのために、サイクルタイムが長くなっている。
【００１６】
また、チャック５１と接合体切断ユニット５４との位置関係から、切断するワーク（接合体１）でなく、その次のワーク（接合体１）をラインセンサ５６が検知して、切断横方向位置決めを行っているため、切断の横幅方向精度がやや低下する傾向にある。また、切断ユニット５４でワーク（接合体１）を押さえ、その間にチャック５１がワーク（接合体１）を持ち替える（アンチャック→原位置復帰→チャック）動作が必要であり、この点からもサイクルタイムが長くなっている。
【００１７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、連続的に送られるウエブ状の薄膜に繰り返しパターンが連続的に形成されているものから当該パターン部分を連続的に切り出す装置において、精度高く切断装置に対する位置決めを行いながら、その切断サイクルを短時間で行うことを可能とする改良されたパターン部分切り出し装置を提供することを目的とする。本発明の他の目的は、連続的に送られるウエブ状の薄膜に第１パターンが形成されており、その上に第２パターンを積層することにより、積層パターンが繰り返し形成されている部材から当該積層パターン（接合体）を連続的に切り出す装置において、パターンの積層作業と積層パターン（接合体）の切断作業とを、高い精度で位置決めした状態で、同期して行えるようにし、それにより、接合体の生産性を大きく向上させることができ、かつ、切断サイクルも短時間で行うことを可能とする改良されたパターン部分切り出し装置を提供することを目的とする。
【００１８】
本発明のさらに他の目的は、連続的に送られる薄膜がウエブ状の電解質膜であり、薄膜上の第１パターンが触媒層であり、第２パターンが拡散層であって、そこから、積層パターン（接合体）である膜電極接合体を高い生産性でかつ連続して製造することのできる改良されたパターン部分切り出し装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明によるパターン部分切り出し装置の第１の形態は、連続的に送られる薄膜上に繰り返しパターンが形成されている部材からパターン部分を連続的に切り出す装置であって、薄膜送り手段と、薄膜上のパターン位置を検出するパターン位置検出手段と、パターン部分を切断するパターン切断手段とを備えており、パターン位置検出手段の検出結果に基づいて、薄膜送り方向でのパターンの位置ズレに対してはパターン切断手段の作動タイミングを制御して対処し、薄膜横幅方向でのパターンの位置ズレに対しては薄膜を横幅方向に移動して対処することによって、パターン部分とパターン切断装置との位置決めを行うことを特徴とする。
【００２０】
上記の装置では、薄膜上の各パターン毎にその位置を検出し、その結果を参照して、薄膜の送り方向でのパターンの位置ズレに対しては、パターン切断手段の作動タイミングを制御することにより対処するので、薄膜送り手段の送りを一定としておいても、正しい位置でのパターン部分の切断が可能となる。また、薄膜横幅方向でのパターンの位置ズレに対しても薄膜を横幅方向に移動して対処するようにしており、送り方向と横幅方向の双方のパターンの位置ズレに対して、迅速に対処することができる。
【００２１】
好ましくは、薄膜送り手段がチャックローラであり、薄膜の横幅方向の移動はチャックローラを軸方向に移動することにより行うようにされる。この場合には、従来のようにチャックがワーク（被切断部分であるパターン）を持ち替える（アンチャック→原位置復帰→チャック）動作が不要となり、サイクルタイムを一層短くすることができる。また、横幅方向の位置合わせも同じチャックローラで行うことができ、構成も簡素化する。さらに、往復動する形態のチャックを使用しないので、切断するワークそれ自体を検出する位置に例えば横幅方向位置決めセンサを設置することが可能となり、切断精度も向上する。なお、薄膜切断の横幅方向は、チャックローラによる薄膜横移動だけでなく、薄膜は固定でロータリーカッターが横幅方向に移動してもよい。
【００２２】
好ましくは、パターン切断手段はロータリーカッターであり、作動タイミングの制御はロータリーカッターの切断開始位置を制御することにより行う。この構成とすることにより、薄膜の送りを停止することなく、パターン部分の切断が可能となり、作業性は一層向上する。
【００２３】
本発明のパターン部分切り出し装置は、多くの分野で使用することができ、用途に特に制限はない。なかでも、連続的に切り出されるパターン部分が燃料電池の膜電極接合体であり、連続的に送られる薄膜がウエブ状の電解質膜であり、薄膜上のパターンが触媒層と拡散層の積層体であることは、特に用途として効果的である。
【００２４】
本発明によるパターン部分切り出し装置の第２の形態は、連続的に送られる薄膜上に第１パターンとその上に位置決めされて積層される第２パターンとで形成される積層パターンが繰り返し形成されている部材から前記積層パターンを連続的に切り出す装置であって、薄膜送り手段と、薄膜上の第１パターン上に第２パターンを積層するパターン積層手段と、薄膜上の第１パターン位置を検出する第１パターン位置検出手段と、積層後の積層パターン位置を検出する積層パターン位置検出手段と、積層パターンを切断するパターン切断手段とを備えており、第１パターン位置検出手段が検出した結果に基づき、第１パターンと第２パターンとが正しく積層されるように薄膜の送り方向の位置決めまたはパターン積層手段の作動タイミングの制御を行い、積層パターン位置検出手段が検出した先行する積層パターンの結果に基づき、切断すべき積層パターンに対するパターン切断手段の作動タイミングの制御を行い、かつ、パターン積層手段による第２パターンの積層開始と、パターン切断手段による切断開始とを、薄膜送り手段による薄膜の送り開始と同期させた状態で同時に行うことを特徴とする。
【００２５】
上記の装置では、ウエブ状の薄膜に形成されている第１パターンの上に第２のパターンを積層する第１ステップと、第１パターンと第２のパターンが積層された積層パターンをウエブ状の薄膜から切り出す第２ステップと２つが行われる。第２ステップは実質的に上記した第１の形態のものと同じである。
【００２６】
この装置では、パターン積層手段の上流に位置する第１パターン位置検出手段の検出結果により、薄膜送り手段の送り量またはパターン積層手段の作動タイミングが適宜制御されて、第１パターンと第２パターンとが正しく積層されるように薄膜の送り方向の位置決めを行い、正しく位置合わせされた積層パターンが作られる。
【００２７】
薄膜の送りにより積層パターンは下流に移動し、積層パターン位置検出手段により位置が検出される。検出結果により、パターン切断手段の作動タイミングの制御が行われてパターン切断手段は所定の待機状態となる。それと平行して、上流の第１パターンに対して前記したと同様に、第１パターン位置検出手段による位置検出が行われ、検出結果により、薄膜送り手段の送り量またはパターン積層手段の作動タイミングが制御されてパターン積層手段は待機状態に置かれる。その状態で、待機状態にあるパターン積層手段による第２パターンの積層開始と、同様に待機状態にあるパターン切断手段による切断開始とを、薄膜送り手段による薄膜の送り開始と同期させた状態で行う。それにより、第１パターンと第２パターンの積層と、先行して位置する積層パターンのパターン切断手段による切断とを同時にかつ連続して行うことが可能となり、適切な位置決めとタイムサイクル短縮化の双方が同時に達成される。
【００２８】
上記の第２の形態でも、好ましくは、薄膜送り手段がチャックローラであり、チャックローラを軸方向に移動することにより薄膜を横幅方向に移動して、積層パターンのパターン切断手段に対する横幅方向の位置決めをも行うようにされる。また、好ましくは、パターン切断手段はロータリーカッターであり、作動タイミングの制御はロータリーカッターの切断開始位置を制御することにより行う。これにより、第１の形態で述べたと同様の本発明に固有の作用効果がもたらされる。
【００２９】
さらに、上記第２の形態が、多くの分野で使用することができることも第１の形態と同様であり、用途に特に制限はない。なかでも、連続的に切り出されるパターン部分が燃料電池の膜電極接合体であり、連続的に送られる薄膜がウエブ状の電解質膜であり、第１パターンが電解質膜に積層された触媒層であり、第２パターンが触媒層の上に積層された拡散層であることは、特に用途として効果的である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の装置によれば、連続的に送られるウエブ状の薄膜に繰り返しパターンが連続的に形成されているものから当該パターン部分を正しく位置決めした状態で連続的に切り出すことが可能となり、製品を得るサイクルタイムを短縮化することができる。また、切り出すパターンが複数のパターンを積層したものである場合に、そのパターンの積層と積層パターン（接合体）の切断とを同期して行うことも可能であり、その場合には、接合体の生産性を一層向上させることができる。積層位置および切断位置の位置決めも効率的に行うことができる。
【００３１】
また、この装置を用いることにより、連続的に送られるウエブ状の電解質膜に触媒層（第１パターン）と拡散層（第２パターン）とを積層した膜電極接合体が連続して形成される部材において、個々の膜電極接合体がウエブ状の電解質膜の送り方向および横幅方向の２軸方向に位置ズレしている場合でも、各膜電極接合体を切断装置に対して正しく位置決めすることができる。それにより、膜電極接合体を高い生産性でかつ連続して製造するが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照しながら本発明を実施の形態に基づき説明する。図１は本発明によるパターン部分切り出し装置の１つの実施の形態を示しており、図４に相当している。図２は図１の装置の作業手順をステップ毎に説明するフローであり、図３は図１の装置の作動の要部を説明するための図であって、図６に相当している。以下の説明でも、図４に基づき説明したと同様、連続的に送られる第１薄膜５０がウエブ状の電解質膜３であり、第１パターン４が電解質膜３に積層された触媒層４であり、第２パターン（第２薄膜）６０が触媒層４の上に積層された拡散層５であり、連続的に切り出されるパターン部分１が燃料電池の膜電極接合体（ＭＥＡ）１、であるとして説明するが、これはあくまでも１つの例であって、本発明がこれに限られるものではなく、他の多くのパターンの切り出し装置として用いうることは当然である。また、図４、図６に示したものと同じ機能を奏する部材には同じ符号を付している。
【００３３】
この例においても、ウエブ状の電解質膜３の上に触媒層（第１パターン）４を所定の間隔で連続的に形成した第１薄膜５０が矢印Ａ方向に移動する。移動の過程で、パターン積層手段である一対の接合ローラ１０，１０間を通過し、そこで第２薄膜６０（拡散層５）が第１パターン４の上に位置決めされて積層される。接合ローラ１０の下流には薄膜送り手段としてのチャックローラ８０が位置しており、第１薄膜５０に所要の送りを与える。また、チャックローラ８０は軸方向にも移動して、第１薄膜５０を横幅方向に移動させる。チャックローラ８０の下流には触媒層４と拡散層５の接合体（膜電極接合体：ＭＥＡ）（切り出されるパターン部分）１の位置決め用センサ９０が位置しており、その出力値によりＭＥＡ１の切断装置１００に対する位置決めが行われる。切断装置１００はロータリーカッターであり、回転体１０１の周面に所定角度にわたる刃１０２を備えていて、第１薄膜５０に形成されたＭＥＡ１は切断装置１００によりワーク形状に連続して切り出される。切断装置１００の下流には切り出されたＭＥＡ１の搬送チャック５４ａが位置しており、ＭＥＡ１を載置台５４ｂ上に積み重ねる。１１０は端切れ回収ロールであり、ＭＥＡ１を切り出した後の薄膜（電解質膜）をたるまないようにして回収する。
【００３４】
以下、図２および図３をも参照しながら詳細に説明する。図２でステップＳ１０は［触媒層接合位置決め］のステップであり、第１薄膜５０上の触媒層４のパターン（第１パターン）に第２薄膜（拡散層５、第２パターン）６０を積層する。そのときに、第１薄膜５０上の第１パターン（触媒層）４の位置を積層位置決め用ラインセンサ（第１パターン位置検出手段）５２ａ，５２ｂが検出する。ラインセンサ５２ａは送り方向の位置を出力し、ラインセンサ５２ｂは横方向位置を出力する。
【００３５】
出力値を参考に、チャックローラ８０が回転して、触媒層４と接合ローラ１０上の拡散層５との位置合わせを行う。より具体的には、接合ローラ１０を所定位置まで回転させて待機させ、待機状態にある接合ローラ１０が回転したときに、接合ローラ１０上の拡散層５と第１薄膜５０上の触媒層４とが所期どおりに重ね合うことができる位置まで、第１薄膜５０を送り出す。また、ラインセンサ５２ｂの出力値を参考に、図示しない第１薄膜供給部を左右に移動して拡散層５に対する触媒層４の横方向の位置決めを行う。なお、第１薄膜５０の下流側は、図１ａに示すように、ロータリーカッター１００の刃１０２のない部分に置かれており、第１薄膜５０は前後左右に動くことができる（図１ａ）。なお、その状態で、図１ｃに示すように、接合ローラ１０、１０が触媒層４をクランプして回転することにより、第１薄膜５０にはＭＥＡ１が形成される。なお、ラインセンサ５２ｂの出力値を参考に、接合ローラ１０を横方向に移動して、位置決めを行うようにしてもよい。
【００３６】
ステップＳ２０は［ＭＥＡカッタ位置決め］のステップであり、ステップＳ１０で形成されたＭＥＡ１の切断装置に対する位置決めを行う。チャックローラ８０の回転により送られてくる先行して形成されたＭＥＡ１の位置がＭＥＡ切断位置決め用ラインセンサ（積層パターン位置検出手段）９０ａ，９０ｂにより検出される。ここでも、ラインセンサ９０ａは送り方向の位置を出力し、ラインセンサ９０ｂは横方向位置を出力する。
【００３７】
出力値を参考に、ロータリーカッター１００を所要角度回転させ、刃１０２の位置と送られてくるＭＥＡ１の位相を合わせた位置（適切に切り出せる位置）にロータリーカッター１００を待機させる。また、出力値を参考に、チャックローラ８０が軸方向に移動して、ロータリーカッター１００に対する触媒層４と拡散層５の接合体（ＭＥＡ１）の横方向の位置決めを行う。
【００３８】
ステップＳ３０は［接合＆切断］のステップであり、ステップＳ１０およびステップＳ２０の操作を行った後、同期させて作動させることにより、製品製造のサイクルタイムを短縮する。すなわち、ステップＳ１０で説明したように、位置決め用ラインセンサ５２ａ，５２ｂの出力値を参照して、接合ローラ１０は、接合ローラ１０上の拡散層５と第１薄膜５０上の触媒層４とが所期どおりに重ね合うことができる位置に待機した状態とされており、また、ステップＳ２０で説明したように、ＭＥＡ切断位置決め用ラインセンサ９０ａ，９０ｂの出力値を参照して、ロータリーカッター１００は、その刃１０２を先行しているＭＥＡ１と位相合わせた状態で待機している。
【００３９】
そこで、触媒層４を上下から挟むようにして接合ローラ１０がクランプし回転することで拡散層を接合するときの接合ローラ１０の回転速度と同期するように、チャックローラ８０とロータリーカッター（ＭＥＡカッタ）１００を回転させる。それにより、接合ローラ１０での薄膜の接合（すなわち、ＭＥＡの形成作業）とロータリーカッター１００による接合体１の切り出し（すなわち、ＭＥＡ１のウエブ状の電解質膜からの切り出し作業）とが同時に進行する。
【００４０】
ステップＳ４０は［原位置復帰、搬送＆積層］のステップであり、接合の終わった接合ローラ１０はアンクランプして原位置まで回転して再び待機状態となり、ロータリーカッター（ＭＥＡカッタ）１００も原位置まで回転して待機状態となる。一方、切り出されたＭＥＡはチャック５４ａにより搬送されて、載置台５４ｂ上に積層される。以下、ステップＳ１０に戻り、作業を反復する。
【００４１】
上記のようであり、図１に示す装置（なお、この装置は本発明での第２の形態に相当する）では、第１パターン（触媒層４）と第２パターン（拡散層５）の積層作業と積層パターン（接合体：ＭＥＡ１）の切断作業とを、高い精度で位置決めした状態で、かつ同期して行うことができるので、接合体の生産性は大きく向上する。また、切断サイクル自体も短縮することができる。なお、図１に示す装置において、ＭＥＡ切断位置決め用ラインセンサ９０ａ，９０ｂ以降の装置および作動態様が、本発明の第１の形態に相当している。また、ラインセンサは透過型センサでもよく、反射型センサでもよい。積層位置決め用ラインセンサ５２には、レーザーセンサを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明によるパターン部分切り出し装置の１つの実施の形態を示す図。
【図２】図１の装置での作業手順をステップ毎に説明する図。
【図３】図１の装置での作動の要部を説明するための図。
【図４】パターン部分切り出し装置の他の例を説明する図。
【図５】図４の装置での作業手順をステップ毎に説明する図。
【図６】図４の装置での作動の要部を説明するための図。
【図７】膜電極接合体を説明する図。
【図８】従来の膜電極接合体の製造方法と装置の一例を説明する図。
【符号の説明】
【００４３】
１…切り出されるパターン部分：膜電極接合体（ＭＥＡ）、３…ウエブ状の電解質膜、４…第１パターン：触媒層、５…第２パターン：拡散層、５０…第１薄膜、５２…積層位置決め用ラインセンサ（第１パターン位置検出手段）、６０…第２薄膜（拡散層）、１０…接合ローラ、８０…薄膜送り手段：チャックローラ、９０…切断位置決め用ラインセンサ（積層パターン位置検出手段）、１００…切断装置：ロータリーカッター、１０２…刃
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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